Электрический трехфазный кабель высокого напряжения Советский патент 1929 года по МПК H01B9/06 

Трехжильные кабели обыкновенно устроены так, что жилы отделены друг от друга, при чем каждая из них состоит из электрического провода, на который намотана пропитанная бумага, тогда как продольные пространства между жилами заполнены пропитанной бумагой, либо другим изолирующим веществом. Образованное таким образом тело покрывается затем несколькими слоями пропитанной бумаги, обернутыми вокруг него, над которыми располагается свинцовая покрышка. В изготовленном подобным образам кабеле не принято никаких мер для устранения влияния расширения и сжатия пропитывающего вещества, так что при охлаждении кабеля между покрышкой и проводами могут образовываться пустоты, уменьшающие доброкачественность изолировки и способность кабеля выдерживать большие напряжения. С другой стороны тип кабеля, особенно пригодный для передачи электрических токов высокого напряжения, является тип с одним пустотелым сердечником, на котором намотаны проволоки небольшого диаметра, образующие провод. Проволоки обернуты изолирующим материалом, например, бумагой, сверх которой располагается свинцовая оболочка. Пустота сердечника наполняется маслом, пропитывающим изолирующий материал, и если кабель последовательно нагревается и охлаждается, то масло может расширяться и сжиматься, соответственно проникая и выходя из приспособленных для этой цели резервуаров. Расположение трех таких пустотелых жил в одной покрышке дало бы, однако, кабель-слишком дорого стоящий, особенно в отношении к его большому диаметру и к количеству материалов, потребных для его изготовления.

Предлагаемое изобретение касается электрического трехфазного кабеля высокого напряжения, обладающего всеми преимуществами, которые дает циркуляция масла, имеющего достаточно большие вместилища для масла и сохраняющего в то же время тот же

диаметр и профиль, какие имеет кабель обыкновенного типа с твердыми изолирующими веществами.

На чертеже фиг. 1 изображает в перспективном виде один конец кабеля; фиг. 2-поперечный разрез кабеля; фиг. 3-вид абеля сбоку; фиг. 4-схематическое изображение сечения кабеля.

Кабель состоит из трех отдельных проводов (или жилы) 5, б и 7, из которых каждый обернут изолирующим материалом 8, вроде пропитанной маслом бумаги. Провода расположены в 120° один относительно другого и свернуты в спираль, подобно прядям пенькового каната (фиг. 3), при чем шаг спирали зависит от размера жил и от их изолировки (шаг в 60 до 90 с it может быть принят для большинства случаев).

Жилы обернуты изолирующей покрышкой и защищены снаружи свинцовой оболочкой. Если все три жилы расположены треугольником, и изолирующие их покрышки соприкасаются друг с другом и с внешней оболочкой, как показано на фиг. 4, то при жилах определенных размеров поперечное сечение кабеля будет минимальным и получатся небольшие проходы 9, через которые масло будет в состоянии протекать. Однако такое расположение, давая минимальное поперечное сечение, при жилах данных размеров, представляет неудобства для кабеля высокого напряжения по двум причинам: во-первых потому, что проходы для масла слишком малы и во-вторых потому, что кабель, благодаря своей форме, в общем непригоден для протягивания его по колодцам и по подземным трубам.

Весьма важно, чтобы проходы для масла в кабеле имели размеры, не представляющие слишком большого сопротивления истечению масла, потому что образование пустоты в какой-либо точке кабеля ведет к весьма серьезным, его повреждениям.

Для воспрепятствования практически образованию пустот в кабеле при его охлаждении, необходимо ограничить падение гидростатического давления масла, вытекающего из резервуаров в различных частях кабеля.

Обозначая через а количество масла, требуемого каждой единицей длины, для данного изменения температур, количество его. потребное для части длина которой равна I, будет (ч I). Рассматривая часть кабеля, снабженную у одного конца питающим ее резервуаром, получим, что количество масла, протекающего в проход кабеля в части, смежной с резервуаром, будет равно (а I) и ну.г1ю у противоположного конца.

Для бесконечно малой длины dx падение давления выразится уравнением

(7р Ig-dx,

где &-коэффициент сопротивления истечению в канале кабеля и д- количество масла, проходящего через канал в рассматриваемой точке. Если эта точка находится на расстоянии X от питающего резервуара, то

д al - ах,

что, будучи подставлено в предыдущее выражение, даст

dp b(al - at-) dx;

после интегрирования полученного уравнения получится:

p 6(afo)

и в точке, сЛэответствующей концу сечения, где буц.ет: р -,-.

Полученное выражение дает падение давления для всей длины кабеля и показывает пропорциональность коэффициенту Ъ и квадрату длины сечения. Коэффициент 6 изменяется значительно больше, чем в прямом отношении к изменению величины поперечного сечения прохода в кабеле, так что при увеличении вдвое поверхности сечения он достигает величины, меньшей половины первоначальной.

Для ТОГО, чтобы дать проходам для масла надлежащие размеры, а также для того, чтобы избежать треугольную форму кабеля, в последнем располагаются диафрагмы или полосы 10, 11 и 12, как это показано на фиг. 1. Эти полосы из пропитанной бумаги располагаются спинками друг к другу по всей длине кабеля, причем так, что будучи согнуты по форме, показанной на чертеже, они вписываются вкруг, касательный к покрышкам всех трех жил. Кроме образования проходов-для масла, эти полосы увеличивают диэлектрическое сопротивление масла, заключающегося между двумя жилами. Следует заметить также, что каждая полоса расположена так, что она отделяет один провод, или жилу, от других.

Полосы 10, 11, 12 образуют вместе с опирающейся на них и на провода изолирующей оболочкой 13 три отдельных полости, которые служат для прохождения по ним масла и для помещения в них жил кабеля. Если оболочка 13 тонка и плотно навернута на шести опорах, находящихся в равных расстояниях друг от друга, то получающаяся при этом форма кабеля будет иметь в общем поперечное сечение в виде правильного шестиугольника (фиг. 2).

В тех точках, в которых бумага проходит над жилами, внешняя поверхность будет несколько более закруглена чем в точках, в которых она проходит над краями полос.

Эта бумага поддерживается непосредственно жилами и полосами и каждый виток спирали способствует поддержанию смежных витков. Вокруг бумажной покрышки расположена непроницаемая свинцовая оболочка 14; также непроницаемы и соединения для удержания масла внутри кабеля.

Предлагаемое устройство кабеля имеет то преимущество, что проходы для масла имеют площадь поперечного сечения примерно вдвое большую, чем на фиг. 4 и потому резервуары могут быть значительно удалены друг от друга.

Предмет патента.

Электрический трехфазный кабель высокого напряжения со свинцовой оболочкой, состоящий из трех спирально расположенных, разделенных друг от друга изолирующими частями проводов, характеризующийся тем, что указанные изолирующие части, разделяющие друг от друга покрытые бумажной изоляцией 8 провода 5, 6, 7, выполнены в виде трех дугообразно изогнутых, примыкающих друг к другу полками и совместно спирально свитых полос 10, 11, 12, каковые полосы образуют вместе с опирающейся на них и на провода изолирующей оболочкой 13 три отдельных полости, служащих для прохождения по ним масла и для помещения в них жил кабеля.

к патенту ин-ной фирмы ;;Итальянское об-во Пирепли № 7489